高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第2节 微生物的培养技术及应用一 微生物的基本培养技术第2课时导学案及答案

第2.2节　微生物的选择培养和计数

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学习目标

课前自主探究

一、选择培养基

1. 实验室中微生物筛选的基本原理：人为提供有利于           生长的条件，同时               其他微生物的生长
2. 选择培养基的概念：在微生物学中，将        特定种类的微生物生长，同时     或

       其他种类微生物生长的培养基，叫选择培养基

3. 尿素分解菌分解尿素的原理：                                                  

二、微生物的选择培养

1.方法：对样品进行充分稀释，然后将         涂布到制备好的         培养基上。

2.稀释涂布平板法的操作过程：

（1）                        稀释操作：

①编号为1×102~1×107试管中分别盛有9mL         .

②将            g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。

③取     上清液加入盛有      无菌水的试管中，依次等比稀释。

(2)涂布平板操作。

①取菌液：取               菌液，添加到               。

②涂布器灭菌：取出浸在           中的涂布器，放在           上燃烧，酒精燃尽后，         涂布器。

③涂布过程：用涂布器将菌液            地涂布在培养基表面，涂布时可         培养皿，使菌液分布           。

3.培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板          ，,放入           中培养，观察。

三、微生物的数量测定

1.稀释涂布平板法：

(1)原理：当样品的          足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个        。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。

(2)操作。

①一般选择菌落数为               的平板进行计数。

②选用            的样品液进行培养，在同一稀释度下，应至少对        个平板进行重复计数，然后求              。

2.显微镜直接计数：利用特定的细菌计数板或               ，在显微镜下观察、                ，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。

四．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

(1)分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成         。利用尿素作为唯一      的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。

(2)操作步骤

①土壤取样：土壤中的细菌绝大部分分布在距地表                的土壤层(酸碱度接近中性)。

②样品的稀释：为保证获得菌落数为                    的平板进行计数，可将细菌稀释倍数为1×103～1×107的稀释液分别涂布到平板上培养。

③微生物的培养与观察：不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌一般在       的温度下培养1～2 d。在菌落计数时，每隔24 h统计一次菌落数目，选取                 时的记录作为结果。

易错易混辨析

(1)选择培养基可以鉴定某种微生物的种类(　 　 )

(2)尿素在脲酶的催化作用下分解成无机物(　 　 )

(3)对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法，而不能用平板划线法(　  　)

(4)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源(　  　)

(5)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低(　  　)

(6)配制培养不同微生物的培养基时都要将培养基调至中性或弱碱性(　    )

 (7)统计菌落数目时为保证结果准确，一般选择菌落数目最多的平板进行统计(　 　)

课堂合作探究

探究一.选择培养基

【情境探究】尿素是一种重要的农业氮肥，尿素不能直接被农作物吸收，土壤中的某些细菌将尿素分解成NH3,NH3再转化为NO3-、NH4+等被植物吸收。细菌利用尿素的原理：土壤中分解尿素的细菌合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3,NH3可作为细菌生长的氮源。

(1)如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？

(2)为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长？

(3)设计对照实验：如何验证所用的选择培养基没有受到污染？该培养基与普通培养基有哪些相同点和不同点？

【归纳总结】选择培养基四种常见制备方法或实例

(1)加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分)

(2)改变培养基的营养成分

(3)利用培养基“特定化学成分”分离

(4)通过某些“特殊环境”分离

探究二.微生物的选择培养与计数方法

1．两种纯化方法的比较

2．两种微生物计数方法的比较

3．微生物的筛选与鉴别方法

(1)微生物的筛选方法

(2)微生物的鉴别方法

4.微生物的分离与计数实验中对照组和重复组的设置及作用

(1)两种对照组的设置及作用

①判断培养基中“是否有杂菌污染”，需将未接种的培养基同时进行培养。

②判断选择培养基“是否具有筛选作用”，需设置牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上菌落数目，进行对比得出结论。

(2)重复组的设置及作用：为排除偶然因素对实验结果的干扰，在每一稀释度下宜设置至少3个平板作重复组，选择菌落数均在30～300且数目相差不大的三个平板，用“平均值”代入计数公式予以计算菌落数。

【典例1】选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物，通过不加碳源的培养基、不加氮源的培养基、以尿素为唯一氮源的培养基，可从土壤中分离出的微生物高中生物

依次是（   ）

A.硝化细菌、放线菌、根瘤菌

B.根瘤菌、青霉菌、固氮菌

C.异养型细菌、放线菌、硝化细菌

D.自养型细菌、固氮菌、分解尿素的细菌概念

【典例2】用稀释涂布平板法对微生物进行纯培养的步骤，正确的是（   ）

A.样品稀释→涂布法分离→培养成单菌落

B.样品稀释→培养成单菌落→划线或涂布法分离

C.样品稀释→划线或涂布→分离→培养成单菌落

D.样品稀释→划线→涂布→分离→培养成单菌落

【典例3】测定微生物数量的方法不包括（   ）

A.稀释涂布平板法

B.显微镜直接计数

C.平板划线法

D.滤膜法

【典例4】研究小组为了探究覆盖保鲜膜对西瓜表面微生物的种类和数量的影响，他们将覆盖保鲜膜保存了三天的西瓜的瓜塞制备成浸出液，再将浸出液接种到培养基平板上进行观察。下列说法正确的是（   ）

A.应用液体培养基接种浸出液进行培养

B.该实验的自变量是培养一段时间后的平板上的菌落的种类和数量

C.每组至少设置三个平板，确保实验结果的准确性

D.只需要设置未接种瓜熟浸出液的空白平板作对照

1.2.2 微生物的选择培养与计数 

一、选择培养基 

1. 目的菌   抑制或阻止 2. 允许  抑制  阻止

3. 尿素分解菌能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源。

二、1.菌液 选择

2.(1)系列梯度   无菌水   10    1mL   9mL

(2)0.1mL 培养基表面 酒精 火焰  冷却 均匀 转动 均匀

3.倒置 恒温培养箱

三、1.(1)稀释度 活菌

(2)30~300 一定稀释范围 3 平均值

2.血细胞计数板 计数

四．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

(1)分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶。利用尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。

(2)操作步骤

①土壤取样：土壤中的细菌绝大部分分布在距地表3～8_cm的土壤层(酸碱度接近中性)。

②样品的稀释：为保证获得菌落数为30～300的平板进行计数，可将细菌稀释倍数为1×103～1×107的稀释液分别涂布到平板上培养。

③微生物的培养与观察：不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌一般在30～37_℃的温度下培养1～2 d。在菌落计数时，每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。

易错易混辨析：　×√×√×××

探究一【情境探究】

(1)设计一种选择培养基，用尿素作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。

(2)分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可将尿素分解成氨，从而为微生物提供氮源。

(3)将未接种的选择培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生。选择培养基与普通培养基相比，只是用尿素作为唯一氮源，培养基的其他营养成分与普通培养基基本相同。

【典例1】D

解析   制备选择培养基时可以根据不同微生

物的代谢特点改变培养基的成分，以达到选择某种微生物的目的。不加碳源的培养基可以分离出自养型微生物；不加氮源的培养基可以分离出固氮微生物；以尿素为唯一氮源的培养基可以分离出能分解尿素的微生物，A、B、C错误，D正确。

【典例2】A

解析    稀释涂布平板法包括样品稀释、涂布及培养三个基本步骤，A正确。

【典例3】C

解析   稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目，利用显微镜直接计数，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和，两者均可以测定微生物的数量，A正确，B正确；平板划线法不能用于计数，只能用来分离纯化微生物，C错误；当样品中微生物浓度较低时，可采用滤膜法，如测定饮用水中大肠杆菌的数量，D正确。

【典例4】C

解析   要探究微生物种类和数量的变化，应采用固体培养基，用稀释涂布平板法进行接种，液体培养基无法观察到菌落，不能区分微生物种类，A错误；该实验是探究覆盖保鲜膜保存的西瓜中微生物种类和数量是否比没有覆盖保鲜膜的多，自变量为保鲜膜覆盖与否，因变量是培养一段时间后的平板上的菌落的种类和数量，B错误；每组至少设置三个平板，避免偶然性，确保实验结果的准确性，C正确；需要设置接种没有覆盖保鲜膜的瓜瓤浸出液作对照，D错误。